Anatomy of a lantern

Another of the hitchhikers. Last October, a tiny green sea urchin came home with me, hidden in a fold of sea lettuce. He's been with me ever since, cruising around the glass walls, scraping algae off the oyster and clam shells, sometimes sleeping for days then rousing at a touch from a crab to hurry off to the far side of the tank.

Here he is, last October. He measured about 1 cm. across back then. This is the underside, showing the mouth and the 5 teeth.

The aquarium is not an ideal habitat for these urchins. They're a gregarious species, crowding together in their kelp beds. And they eat kelp, which is hard to come by for the aquarium. But this little one did ok for a while; over these few months he grew to 3 cm. across. And then he slowed down, lost his spines, and died. (He would have died if I had left him on the beach, tossed up above the tide line, so he had a few extra months.)

And within hours, the crabs and hermits, scavengers always, had cleaned out his test. I found it when I went to add more ice to the tank. And beside the test lay the entire Aristotle's lantern, still in one piece. I collected it quickly before the crabs took it apart.

I examined it under the microscope:

Aristotle's lantern, mouth side, showing the teeth.

The whole structure is called Aristotle's lantern, apparently because Aristotle first described it. It consists of 5 jaws composed of calcium carbonate plates, linked with muscular tissue. The whole apparatus is pushed outwards to feed, opening the central gap; the teeth scrape off algae or dig holes in rock to sleep in. Closed, the mouth works itself from side to side, chewing what it has bitten off.

And this is what it looks like from the inside:

Aristotle's lantern, from the base. I had to support this on a fluffy cloth to keep it upright.

The entire structure measured 8 mm., teeth to base. And about the same in diameter. I just checked it, where I had stored it, carefully protected from movement, hoping for a more accurate measurement, and each individual plate and tooth had separated themselves, now that the remaining muscle has dried up. No wonder I never see them on the shore!

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Otra de las criaturas que llegaron "de pilón" al aquario. En octubre del año pasado, un erizo de mar, muy pequeño, vino a casa escondido en un doblez de alga marina, Ulva spp.. Ha estado en el acuario desde entonces, dando vueltas por las paredes de vidrio, bajando a raspar algas en las conchas de ostiones al fondo, a veces durmiendo por unos dias, despertando a un empujón del cangrejo, y corriendo hasta el otro extremo del tanque.

Foto #1: Tal como lo vi en octubre. Medía como 1 cm de diámetro entonces. La vista es de la parte inferior, mostrando la boca y los 5 dientes.

El acuario no es habitat ideal para estos erizos. Son una especie gregaria que se amontonan en gran número en sus lechos de kelp. Y se alimentan principalmente de kelp, lo que es difícil mantener en el acuario. Pero este chiquito estuvo bien por un tiempo; en estos pocos meses creció hasta medir 3 cm. de diámetro. Y luego se puso triste, perdió las espinas, y falleció. (Hubiera muerto el año pasado si lo hubiera dejado allí en la playa, aventado por las olas arriba de la zona mareal, por lo menos tuvo unos cuantos meses más de vida.)

Y dentro de pocas horas los cangrejos y los ermitaños, carroñeros siempre, le limpiaron por completo la testa. La encontré cuando fui a añadir hielo al tanque. Y al lado de la testa estaba la linterna de Aristóteles, todavía entera. La recogí de inmediato antes de que los cangrejos la desbarataran.

La miré bajo el microscopio.

Foto # 2: La linterna de Aristóteles, el lado bucal, mostrando los 5 dientes.

Esta estructura se llama la linterna de Aristóteles, parece ser porque el filósofo fue el primero en describirla. Consiste en 5 mandíbulas hechas de placas de carbonato de calcio, ligadas entre sí con fibras musculares. El aparato entero se extiende hacia el exterior cuando el erizo come; se abre el espacio central y los dientes raspan el alga que come o hace hoyos en la piedra, donde el erizo se retirá a dormir. Cuando la boca se cierra, se mueve de un lado para otro, masticando su alimento.

Foto # 3: Y así se ve desde el interior. Aquí la tuve que apoyar sobre un textil espumoso para mantenerla derecha.

La estructura entera mide 8 mm. desde la base hasta los dientes, y más o menos lo mismo de diámetro. Cuando volví a mirarla, donde la había guardada, bien protegida para que no se rompiera, ya se habían separado cada placa y diente, ya que los músculos se han secado.

Con razón nunca veo estas linternas en la playa.

The rock eaters

See a sea urchin on the shore; a round ball covered with spikes. No apparent feet, eyes, grabbers; separated from the ground by all those spikes; how does such a critter manage to live? But they do, and they change the world around themselves.

Red sea urchin on beauty bush at low tide.

The spines are moveable. And beneath them, but extending out beyond them when wanted, are many tube feet with suction tips; with these, the urchin can walk, climb, collect food and convey it to its mouth on the underside. Or even hold rocks or shells or algae over itself; camouflage, perhaps, or protection.

Many of the sea urchins I saw on this low tide exploration were carrying clumps of hydrocorals, or sheets of sea lettuce. Some carried empty limpet shells or stones.

Red sea urchin in sandstone pit, wearing sea lettuce.

Then there's the mouth. On the underside, just a circular hole with five calcareous plates, called Aristotle's lantern. With these plates the urchin tears up its food. But it also tears into rock, digging holes for itself with them. Sandstone is a soft rock; this flat sandstone beach has many such pits.

They can even trap themselves in these holes:

Strongylocentrotus droebachiensis ... uses its strong Aristotle's lantern to burrow into rock, and then can widen its home with the spines. Usually, this sea urchin can leave its hole to find food and then return, but sometimes it creates a hole that gets bigger as it gets deeper, so that the opening is too small for S. droebachiensis to get out. (Wikipedia)

The plates wear down, of course, what with gnawing away at stone, but they grow back, being completely replaced by a couple of months growth. (Wish my teeth would do that!)

Red sea urchins typically live in small groups, of about 5 to 10 individuals. The greens, though are extremely gregarious:

Crowd of green sea urchins in a tidepool.

They eat algae, mostly brown algae; they love kelp, and are less fond of the green sea lettuce. And they can be responsible for devastating entire forests of the huge bull kelp, the largest of all the seaweeds. It seems strange; the forests are so dense, the kelp so tall and strong; how can a tiny, fragile critter have such an impact?

This is how; look at this photo:

Strength in numbers. Also present, a purple and a red urchin, and a leather star.

At the bottom of the low intertidal zone, all the areas still underwater were carpeted with these green urchins. They eat away at the holdfast of the kelp, releasing the tall stipes and fronds to be tossed up to dry on the shore, and leaving behind what are called "urchin barrens".

But we still have kelp because there's a food triangle: sea otters live in the kelp forests, eating the sea urchins that eat the kelp.

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Mira un erizo de mar en la playa; una pelota cubierta de espinas. No se le ven pies, no tiene ojos, no se le ve nada con que agarrar su comida, mantenido aparte del suelo por todas esas espinas: ¿cómo es que llegan a sobrevivir en esas condiciones? Pero sí viven, y hasta cambian el mundo alrededor suyo.

Primera foto: un erizo de mar rojo sobre alga marina.

Las espinas se mueven. Y debajo de las espinas, pero capaces de extenderse más que las espinas, hay una multitud de pies tubulares, que terminan con ventosas; con ellos, el erizo puede caminar, trepar, capturar comida y llevarla a la boca que tiene en la parte inferior del animal. Y hasta puede agarrar cosas como conchas o algas o incluso piedras para sostenerlas por encima, tal vez como camuflaje, o protección.

Muchos de los erizos que encontré en este dia se cubrían con trozos de lechuga de mar o manojos de hidrocorales. Algunos cargaban conchas vacías de lapas o pequeñas piedras.

Segunda foto: un erizo rojo en una poza en la piedra, llevando lechuga de mar como sombrero.

Y considera la boca: es simplemente un agujero en la parte inferior, cubierto con cinco placas calcáreas, a las que llamamos en conjunto la linterna de Aristóteles. Con estas placas, el erizo mastica las algas que son su comida. Pero también las usa para romper piedra, haciendo hoyos en donde se puede refugiar. La arenisca es una piedra muy suave; en esta playa de arenisca se encuentran múltiples pocitos.

Les puede resultar un poco peligroso, cuando se llegan a atrapar en sus propios pozos:

Strongylocentrotus droebachiensis ... usa la linterna de Aristóteles para excavar la piedra, y luego puede ampliar la poza con sus espinas. Normalmente, el erizo puede abandonar la poza para ir a buscar comida y luego regresar, pero a veces hace un hoyo que se agranda mientras gana profundidad, con el resultado de que la apertura es demasiado chico para que el erizo pueda salir. (Wikipedia)

Las placas se desgastan, puesto que están royendo piedra, pero siguen creciendo hasta reanudarse completamente en un par de meses. (¡Ojalá mis dientes hicieran lo mismo!)

Los erizos rojos viven en pequeños grupos de 5 a 10 individuos. Los verdes, en cambio, son extremadamente gregarios.

Tercera foto: grupo de erizos verdes en una poza intramareal. 

Comen algas, principalmente algas cafés. Les gusta el quelpo, y no tanto la lechuga de mar. Y son capaces de destruir un bosque entero del quelpo grande, Nereocystis luetkeana. Parece extraño ¿cómo puede ser que un animalito tan pequeño, tan frágil, tener un impacto tan fuerte sobre estas algas gigantes?

Así: mira cuarta foto: un ejército de erizos verdes.

En la parte más baja de la zona intramareal, todo el agua llevaba un tapete de estos erizos. Comen los rizoides fijadores del quelpo, dejando que las olas lleven el resto a echarlo en la playa a secarse, dejando lo que llamamos desiertos de erizos.

Pero todavía tenemos quelpos. Porque hay un triángulo ecológico; las nutrias marinas que viven en los bosques de quelpos comen los erizos que comen las algas.

Red, green, purple

In my posts over the last week, whatever I'm talking about, the sea urchins manage to worm their way in. They're mostly green sea urchins, although a red and a purple have shown up on the beauty bush.

Time to give them the spotlight they're begging for.

Green sea urchins, Strongylocentrotus droebachiensis, are small and gregarious. They are usually mostly green, with darker lines on the test (the round shell). Sometimes they're purplish.

Purple sea urchins, Strongylocentrotus purpuratus, are larger; their spines are green as juveniles, changing to pink, red, and purple as they mature.

Red sea urchins, Strongylocentrotus franciscanus, are the largest. They may be red, purple, pinkish, or even purple-black.

A green sea urchin on beauty bush. The test is up to about 9 cm. (2 - 3.5 inches) across.The spines are short and pale green.

The green sea urchin turned over. The central part is the mouth, with the plates that serve as teeth, called "Aristotle's lantern". More on these, later.

A purple sea urchin. This specimen measures 11 cm. across, spines and all.

The purple sea urchin's test may grow to 10 cm. (4 in.), and the spines are relatively short, usually under 2.5 cm. (1 inch) long.

And a red sea urchin.

The reds grow up to 30 cm, (12 inches) across, counting the spines, which account for half the width.

Red sea urchin, upside-down, showing the mouth.

Green sea urchins have been known to live from 20 to 25 years. Reds usually live up to 30 years, but some have been found to be 200 years old. Purples commonly live up to 70 years old.

About their behaviour and quirks, tomorrow.

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En mis posts durante esta última semana, sea lo que sea el tema, los erizos de mar se han hecho evidentes. Por la mayor parte, han sido los erizos verdes, pero también aparecieron sobre las algas en la playa, un rojo y un erizo morado.

Ya es hora de hacerles caso.

Los erizos de mar verdes, Strongylocentrotus droebachiensis, son pequeños y amantes de compañía. Casi siempre son verdes, con rayas más oscuras sobre la testa (la concha que cubre el cuerpo). A veces son de color violeta.

Los erizos de mar morados, Strongylocentrotus purpuratus, son más grandes; sus espinas son verdes cuando son jóvenes, cambiando a color de rosa, rojo y luego purpúra mientras crecen.

Los erizos de mar rojos, Strongylocentrotus franciscanus, son los más grandes de todos. Sus espinas pueden ser rojos, morados, color de rosa, o hasta un morado casi negro.

Fotos:

1. Un erizo de mar verde. La testa mide aproximadamente hasta 9 cm. Las espinas son cortas y de un verde pálido.

2. El erizo verde boca arriba. La parte central es la boca, con las placas que le sirven de dientes, a las que llamamos "la linterna de Aristóteles". Más sobre estas mañana.

3. Un erizo de mar morado. Este animal mide 11 cm., contando las espinas. La testa de un erizo morado puede crecer hasta 10 cm. Las espinas generalmente son cortas, menos de 2,5 cm. de largo.

4. Un erizo de mar rojo. Los rojos llegan a 30 cm., tomando en cuenta las espinas, que bien puede formar la mitad. 

5. El erizo rojo boca arriba.

Los erizos de mar verdes viven de 20 a 25 años, los rojos hasta 30 (¡pero algunos se han encontrado que tenían 200 años!), y los erizos morados viven alrededor de 70 años.

De su comportamiento y sus caprichos lo dejo para mañana.

Spines and cog wheels and five teeth

On my last trip to the beach, I had on my "shopping" list: some eelgrass with roots, because the hermits love to climb it and to eat whatever grows on it, hydroids and bryozoans and the like; some fresh sea lettuce, if I could find it, because the crabs had eaten all of the last batch; a bit of kelp, to keep my plumose anemone healthy, and a length of kelp stipe, because both the crabs and the hermits eat it, all the more enthusiastically as it disintegrates; a small stone with barnacles for the snails to eat; some snails for the anemones to eat. The little underwater community demands variety!

In the latest offerings torn up by the tide from the sea floor, I found the kelp and a good handful of eelgrass, and at the last minute, a nice blade of fresh sea lettuce. It all went in my bag. There were no barnacles this time; the carnivorous snails will have to make do with mussels for now.

Washing off the sea lettuce at home, I discovered that it was hiding a tiny sea urchin; lucky for it that I collected that piece; otherwise, tossed up by the tide and abandoned, the urchin would have died.

It's cruising around the upper levels of the wall of the aquarium, eating algae. And showing off its five-pointed star mouth, chomping away.

Mouth side of the urchin. About 1 cm. across the whole animal. (It's a baby.)

The arrangement of five teeth is called "Aristotle's lantern", not because they look like a light, but because Aristotle first described them. They open and shut, scraping at the algae; sometimes they can be used to scrape a hole for the urchin, even in rock.

The test, or hard shell of the urchin has spines; they're jointed, so they can rotate. Here you can see the purple joints on the spines. The urchin "walks" on its spines, its tube feet, and even its teeth. The tube feet protrude through holes in the test, and are soft and flexible. Each one ends in a round sucker; these are being used to hold onto the glass, and to move about. Quite rapidly, it turns out.

Zooming in. The suckers on the tube feet are like little cog wheels.

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En la última vuelta a la playa, my lista de "compras" consistía en: hierba marina "Zostera", con raices y todo, porque a los ermitaños les gusta trepar en lo alto y además comen lo que crece en la hierba, sea briozoos o hidroides u otras algas; un poco de alga "kelp" para mantener sana a mi anémona plumosa, y una sección del tallo porque los cangrejos y los ermitaños lo comen con gusto, tanto mayor cuando ya está desbaratándose; un poco de lechuga marina, porque los cangrejos ya comieron lo que les traje hace una semana; y una piedrita con bálanos para los caracoles carnívoros. ¡Mi pequeña comunidad acuática pide una dieta variada!

Entre lo que aventaron las olas, encontré la hierba, el kelp, y por fin, un trozo de lechuga marina. No había piedras con bálanos esta vez; los caracoles se las van a tener que arreglar con los mejillones.

Limpiando la lechuga marina en casa, descubrí que protegía un pequeño erizo de mar. Tuvo suerte; aventado a la arena por las olas, se hubiera muerto. Ahora da vueltas en la parte superior del acuario, comiendo algas.

Saqué fotos de su boca, ya que come con la boca al vidrio.

Tiene cinco "dientes"; se le llama a este conjunto la linterna de Aristóteles, porque fue descrito por el filósofo antiguo. Estos raspan a la superficie, cortando algas. Pero son suficientemente fuertes para también excavar hoyos para protección del animal, incluso en roca.

El animal se mueve usando sus espinas articuladas, vistas aquí, color crema con segmentos color morado. También para caminar (¡y bastante rápido que se mueve!) usa los pies ambulacrales y hasta esos cinco dientes.

Los pies ambulacrales son tubitos que se extienden desde poros en el caparazón. Son muy flexibles, y terminan con un botón que se adhiere a las superficies. En la segunda foto se puede ver como terminan con una ruedita con dientes.